Проекты · каталог
Проекты на Arduino своими руками: 20 готовых со схемами и кодом
Здесь не «идеи», а законченные устройства, которые работают без компьютера: сейф с кодом, метеостанция, игровая приставка, шлагбаум, вентилятор. У каждого проекта есть разбор со схемой, полной программой и построчным объяснением всех новых мест. Главное: все 20 собираются из одного обучающего набора — докупать электронику не придётся, из дома для четырёх проектов понадобятся магнит, картон со скотчем и кусочек фольги. Это витрина: что получится и из чего. Пошаговый курс по порядку — в уроках.
Как выбрать первый проект
Смотрите на три вещи, а не на красоту картинки. Сложность: у проектов с пометкой «новичок» схема собрана из однотипных деталей — светодиоды, кнопки, резисторы, — помещается на одной макетной плате и видна целиком. Время: в карточке указано, на сколько минут рассчитан разбор — это время на чтение и сборку по шагам, а не рекорд опытного сборщика. Детали: перечислено, что понадобится, — сверьтесь с тем, что уже лежит у вас на столе.
Если Arduino вы держите в руках первый раз, начинать лучше не с проекта, а с мигания встроенным светодиодом: это проверка, что компьютер видит плату. Дальше — «Светофор» или «Бегущий огонёк», они прощают ошибки. Проекты с экраном и сервоприводом лучше отложить на вторую-третью неделю: там больше проводов, и ошибку искать дольше.
Свет и индикация
С них начинают все: схема простая, результат видно сразу, а ошибка не стоит ничего дороже светодиода.
Бегущий огонёк
Пять светодиодов зажигаются по очереди, огонёк бежит туда и обратно, скорость задаётся в программе.
Светофор с настоящими фазами
Модель перекрёстка: зелёный мигает перед сменой, жёлтый горит положенные секунды, всё как на улице.
Живая свеча
Три светодиода имитируют пламя: яркость дышит и подрагивает случайным образом, как настоящий огонь.
Умный ночник
Сам включается в темноте, кнопкой переключает режимы, крутилкой настраивается порог, светит плавно.
Шкала-градусник
Столбик из трёх ярких светодиодов показывает температуру, а дробная часть уходит в яркость верхнего.
Игры и звук
Проекты, в которые потом играют. Здесь появляется звук, случайность и подсчёт очков — программа становится заметно интереснее.
Пианино из света
Пять клавиш, к которым не нужно прикасаться: рука закрывает фоторезистор — звучит нота. В задании со звёздочкой пианино учат запоминать сыгранное.
Игра на скорость реакции
Случайная пауза, сигнал, кнопка — и результат в миллисекундах. Игра затягивает: результат сразу хочется улучшить.
Игра «Повтори за мной»
Плата сочиняет мелодию и показывает её на экране, вы повторяете кнопками. Уровни растут, темп ускоряется, рекорд на экране.
Игровая приставка
Меню на экране и три игры внутри: «Реакция», «Повтори» и «Бегун» с прыжками через кактусы. Рекорды не стираются при выключении.
Приборы и измерения
Устройства, которые что-то показывают и которыми потом реально пользуются: температура, время, счёт, проверка сигнала.
Домашняя метеостанция
Температура и влажность на экране, значки-символы, память рекордов и честный знак вопроса при сбое датчика. Работает от зарядки телефона.
Часы-будильник на тумбочку
Время с секундами, настройка кнопками, будильник зуммером, настройки хранятся в вечной памяти платы.
Счётчик нажатий с большой цифрой
Цифра на семисегментном индикаторе. Микросхема-счётчик CD4026 считает импульсы сама и освобождает плате пять выводов.
Транзистор: тестер и сенсорная кнопка
Прибор, который цветом показывает единицу и ноль на любом выводе. Плюс кнопка из кусочка фольги — без единой подвижной части.
Охрана и доступ
Первые устройства, у которых есть «секрет»: они замечают вторжение, помнят код и не пускают чужого.
Сейф с цифровым кодом
Код набирается тремя кнопками, на экране звёздочки, сервопривод работает засовом. После трёх ошибок подряд сейф блокируется.
Сигнализация от наклона и удара
Ловит событие длиной в миллисекунду: наклонили коробку или стукнули по столу — загорается тревога и считаются стуки.
Датчик Холла: детектор открытой двери
Магнит на двери, датчик на косяке: плата видит магнитное поле, различает полюса и меряет, насколько магнит близко.
Прерывания: «чёрный ящик» для посылки
Считает все удары по коробке, не пропуская ни одного, даже когда плата занята другим делом: событие врывается в программу само.
Движение и управление
Здесь плата впервые двигает предметы и слушается человека. Отсюда же начинается дорога к роботам.
Шлагбаум со стрелой
Кнопка поднимает стрелу, светодиоды показывают состояние, зуммер предупреждает. Программа строится из состояний, а не из пауз.
Настольный вентилятор на четыре скорости
Мотор просит слишком много тока, чтобы включать его напрямую. Ставим полевой транзистор и защитный диод — получается настоящий вентилятор.
Пульт из трёх кнопок
Три кнопки, три светодиода и переключение режимов работы устройства — без каши в программе: массивы выводов и одна функция антидребезга на всех.
Из чего собираются все двадцать
Здесь нет проекта, ради которого нужно идти в магазин отдельно. Все 20 устройств собраны из одного обучающего набора: плата формата Uno, макетная плата, светодиоды, кнопки, крутилка, пять датчиков, экран, сервопривод, мотор и зуммер. Со стороны понадобятся только бытовые мелочи — магнит на дверь, полоска картона для стрелы шлагбаума, кусочек фольги для сенсорной кнопки.
Что именно лежит в такой коробке, чем «стартовый» отличается от «максимального» и какие вопросы задать продавцу — разобрано на странице «Набор Arduino Uno R3». Там же карта, показывающая, в каком уроке какая деталь понадобится.
Обучающий набор по Arduino «Максимальный»
Контроллер Piranha UNO нашего производства, макетная плата, экран LCD 1602, пять датчиков, сервопривод, мотор, 30 резисторов и печатные брошюры с 35 уроками. Хватает на все 20 проектов с этой страницы и ещё на 19 уроков — знакомство с деталями и приёмами, на которых эти проекты держатся.
Чего у нас пока нет — и что для этого нужно
Честно про границы: пять популярных проектов из одного набора не собираются, потому что в нём физически нет нужных деталей. Разборов этих проектов у нас пока тоже нет — но вот чего не хватает, если хочется взяться самому.
- Робот на колёсах. В наборе мотор один и крутится в одну сторону: транзисторный ключ включает и выключает, но не даёт реверса, а значит поворотов не будет. Нужны два мотор-редуктора с колёсами, шасси, отдельное питание и двухканальный драйвер: Motor Shield на два канала либо два драйвера мотора — Trema-модуль одноканальный, по одному на колесо, и рассчитан на мотор до 300 мА. Глаза роботу даёт ультразвуковой дальномер — про него у нас есть отдельная статья.
- Управление с телефона. Половина работы уже сделана в уроке «Пульт из клавиатуры»: плата принимает текстовые команды и разбирает их по своему протоколу. Заменить провод на модуль Bluetooth HC-05 — и тот же протокол работает с телефона на Android. Для iPhone нужен модуль Bluetooth 4.0 (BLE): классический профиль HC-05 в iOS недоступен.
- Часы, которые не сбрасываются. Наши часы-будильник считают время программой, поэтому после выключения питания их приходится ставить заново. Лечится модулем часов реального времени: у него своя батарейка, и время идёт даже без питания.
- Умный дом: свет по расписанию. Чтобы включать настоящую нагрузку, нужен ключ помощнее транзистора — например твердотельное реле: то, что по ссылке, рассчитано на переменный ток 75–264 В. Обычное электромеханическое реле коммутирует и переменное, и постоянное напряжение. Осторожно: 220 вольт опасны для жизни. Собирать и пересоединять схему можно только при вынутой из розетки вилке, сетевые провода не выводят на макетную плату, а готовое устройство закрывают корпусом. Ребёнку — только вместе со взрослым, у которого есть опыт работы с сетевым напряжением.
- Автополив растений. Нужны датчик влажности почвы и помпа на 5 В; транзисторный ключ с защитным диодом из урока про вентилятор подходит и для помпы — но питать её нужно не от платы, а от отдельного источника: пусковой ток помпы обычно больше, чем даёт USB.
Что вообще бывает и как это подключается — на страницах «Модули для Arduino» и «Датчики для Arduino». Наша серия модулей называется Trema: единый формат платы 30×30 мм, шлейф в комплекте и подписанные буквами выводы — у простых модулей их три (сигнал, питание, земля), у модулей с шиной I²C и UART больше. Схема не превращается в клубок проводов — смотреть серию.
Своими руками, самоделки, DIY — и школьная защита
Под словами «самоделка» и «DIY» обычно ищут одно и то же: чужой отчёт «как я это собрал», чтобы повторить. Наши разборы устроены иначе: вместо готового результата — путь по шагам, где объяснено, зачем нужна каждая деталь и что делает каждая новая команда. Повторить по ним можно точнее, чем по фотоотчёту, а переделать под себя — тем более.
Для школьной защиты или конкурса выбирайте проект, который работает без компьютера и объясняется за минуту. Лучше всех показывают себя метеостанция (виден результат измерений), сейф с кодом (понятная легенда) и игровая приставка (жюри играет само). Готовьте не только устройство, но и ответ на вопрос «а что тут ваше?» — поэтому меняйте программу под себя: добавьте свой режим, свои пороги, свой экран приветствия.
Когда захочется собрать не по инструкции, а своё, — есть отдельный урок-метод «Свой проект: от идеи до готового устройства»: шесть шагов от идеи на бумажке до прибора в корпусе, каркас программы и восемь идей из деталей набора.
Что можно сделать на Arduino новичку?
Всё, что измеряет, показывает, звучит или двигается. Из одного обучающего набора собираются двадцать законченных устройств: светофор, электронная свеча, умный ночник, пианино без клавиш, игра на реакцию, счётчик, метеостанция, часы-будильник, сейф с кодом, сигнализация, датчик открытой двери, вентилятор, шлагбаум и игровая приставка с тремя играми.
Какой проект собрать первым?
Светофор или бегущий огонёк: только светодиоды с резисторами, схема помещается на одной макетной плате и видна целиком, а ошибка стоит одного светодиода. Перед этим стоит проверить связку компьютер — кабель — плата на мигании встроенным светодиодом: это пять минут и сразу отсекает половину будущих проблем.
Сколько времени занимает один проект?
Разборы рассчитаны на 40–60 минут: это чтение и сборка по шагам вместе с объяснениями, а не рекорд опытного сборщика. Первые проекты обычно занимают больше — уходит время на поиск деталей и на привыкание к макетной плате.
Нужен ли 3D-принтер или корпус?
Нет. Корпус нужен только двум проектам из двадцати: шлагбауму — полоска плотного картона для стрелы, сейфу — картон и скотч для засова. Всё остальное работает как есть, на столе, и паять тоже нигде не нужно: схемы собираются на макетной плате.
Где взять готовый скетч и можно ли брать его целиком?
Полная программа есть в разборе каждого проекта, её можно копировать и использовать как есть — это учебный код, он для того и написан. Полезнее другое: в разборе объяснено, что делает каждая новая команда и почему схема собрана именно так, поэтому программу легко переделать под себя — изменить пороги, добавить свой режим или свой текст на экране.
Чем проект отличается от урока?
Урок может знакомить с одной деталью — например, разбирать, как устроена кнопка. Проектом мы называем урок, на выходе которого получается названное устройство, работающее без компьютера. Таких на сайте двадцать из тридцати девяти уроков; остальные — теория и знакомство с деталями.
Какой проект взять на школьную защиту?
Тот, что работает без компьютера и объясняется за минуту: метеостанция, сейф с цифровым кодом или игровая приставка. На самой странице есть раздел про школьную защиту — что подготовить, кроме устройства.
Можно ли повторить проект на Nano или ESP32 вместо Uno?
На Nano — да, почти без правок: тот же ATmega328P и те же номера выводов D0–D13 и A0–A5. Отличается разъём USB и USB-мост, из-за которого может понадобиться другой драйвер; нет разъёма внешнего питания и гнёзд под платы расширения, зато есть два лишних аналоговых входа. На ESP32 сложнее: там логика 3,3 В, другая нумерация выводов и другие аналоговые входы, поэтому схему придётся пересобрать под конкретную плату.
Соберите первый проект сегодня
Trema IDE русская и дома бесплатная: ошибки объясняет по-русски, недостающую библиотеку предлагает поставить сама, примеры — с русскими комментариями. Дальше по теме: бесплатные уроки, дисплеи для Arduino, что входит в набор, платы Arduino, датчики, модули и шилды.